一种无传感器永磁同步电机调速控制策略的制作方法
【专利摘要】本发明属于永磁同步电机控制领域，涉及一种无传感器永磁同步电机调速控制策略。其特征在于：检测永磁同步电机的三相电流，经过Clarke变换得到αβ坐标系下的电流，经过Park变换得到dq坐标系下的电流；根据αβ两相静止坐标系下永磁同步电机的数学模型，设计滑模观测器；用双曲正切函数作为切换函数；选取滑模面；通过反电动势得到转子位置的估计值；采用速度估计器估算速度；选取Lyapunov函数，由稳定性条件得出自适应律。本发明的控制策略缓解了结构切换的不连续性，明显减弱了抖振，提高了快速性、鲁棒性和动态性能。当转子位置的估计值存在误差时，使速度估计误差在可控范围内，提高了转速估计精度。
【专利说明】一种无传感器永磁同步电机调速控制策略
【技术领域】
[0001]本发明涉及永磁同步电机控制领域，尤其涉及一种无传感器永磁同步电机调速控制策略。
【背景技术】
[0002]电机的调速性能影响着工业生产和能源利用率。永磁同步电机以其功率密度高、转矩比高、效率高、可靠性高、损耗小、体积小、重量轻和结构简单的特点，被广泛应用于电动汽车、航空航天航海、家用电器、有轨无轨机车等多种领域。永磁同步电机的精确控制需要转子的位置和速度信息，在其调速系统中，为了获得准确的转速信息，通常需要安装机械传感器，这就增大了电机体积，增加了系统成本，降低了系统鲁棒性。
[0003]随着科技的发展，为避免安装机械传感器产生的不足，永磁同步电机无传感器控制成为当前研究的热点。实现永磁同步电机无传感器控制的方法有:基于电动机理想数学模型的方法、观测器基础上的闭环方法、基于信号注入的方法等。滑模观测器方法以其简单的算法和较强的鲁棒性，被众多学者应用。然而，传统滑模观测器以signum函数作为切换函数，有明显的抖振现象，而且用直接微分的方法计算转速，会出现估算精度不高的问题。同时，定子电阻在电机运行时阻值会因为发热而变大。这些因素都会影响控制系统的性能。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，提出一种无传感器永磁同步电机调速控制策略，削弱了抖振现象，提闻了电机运行时转速的估算精度。
[0005]本发明公开了一种无传感器永磁同步电机调速控制策略，包括如下具体步骤。
[0006]检测永磁同步电机的三相电流ia、ib和ic,经过Clarke变换得到α β坐标系下的电流、&，经过Park变换得到dq坐标系下的电流id、iq。
[0007]在α β两相静止坐标系下，永磁同步电机的数学模型为:
【权利要求】
1.一种无传感器永磁同步电机调速控制策略，其特征在于:通过电流传感器检测永磁同步电机的三相电流ia、ib和ic,经过Clarke变换得到α β坐标系下的电流ia、b,经过Park变换得到dq坐标系下的电流id、iq ;根据α β两相静止坐标系下永磁同步电机的数学模型，设计滑模观测器；用双曲正切函数作为切换函数；选取滑模面；通过反电动势得到转子位置的估计值；为提高转速估计精度，采用速度估计器；选取Lyapunov函数，由稳定性条件得出自适应律。
2.如权利要求1所述的滑模观测器的切换函数，其特征在于:用连续的双曲正切函数作为切换函数，明显地减弱了抖振现象，所述切换函数设计如下:
其中’
3.如权利要求1所述的速度估计器，其特征在于:当转子位置的估计值存在误差时，使速度估计误差在可控范围内，提高了转速估计精度，速度估计器设计如下:
其中，X' K分别为大于零的比例、积分系数，由为^的估计值，$为^!的积分值。
【文档编号】H02P6/08GK104135197SQ201410404242
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】韩飞飞, 王中华, 韩统一, 顾杰 申请人:济南大学